כאשר מחממי מחסניות פוגשים סביבות קורוזיביות: מדריך הישרדות לבחירת חומרים
חשיפה כימית הורסת את גופי החימום מהר יותר כמעט מכל גורם תפעולי אחר, אולם בחירת החומר זוכה לעתים קרובות לתשומת לב שטחית במהלך המפרט. ההנחה שהנירוסטה מתנגדת לכל קורוזיה יוצרת שיעורים יקרים במפעלים כימיים, מתקני עיבוד מזון ואפילו סביבות ייצור שפירות לכאורה. ההבנה כיצד סגסוגות שונות מגיבות לאתגרים כימיים ספציפיים מפרידה בין ציוד שמחזיק שנים לבין יחידות הדורשות החלפה חודשית.
סביבות כלוריד מציגות את אתגר הקורוזיה הנפוץ והאגרסיבי ביותר. אוויר מלח במקומות חוף, ניקוי כימיקלים במתקני מזון וכימיקלים תהליכיים בייצור כימי, כולם מציגים יוני כלוריד שתוקפים נירוסטה סטנדרטית 304 באמצעות פיצוחים ופיצוח קורוזיה. המנגנון כולל חדירת כלוריד לשכבת התחמוצת הפסיבית המגנה בדרך כלל על פלדת אל-חלד, ולאחריה היווצרות חומצה מקומית שממיסה במהירות מתכת בסיס. ברגע שמתחיל בור, החדירה מואצת כאשר הבור יוצר סביבה-מדוללת, חומצית-, שמניעה התקפה נוספת.
סגסוגות Incoloy 800 ו-840 מספקות עמידות לכלוריד משופרת משמעותית בהשוואה לפלדות אל חלד סטנדרטיות. סגסוגות ניקל-ברזל-כרום אלו שומרות על שכבות פסיביות יציבות בסביבות שהורסות את ה-304 אל חלד. תכולת הניקל הגבוהה יותר, בדרך כלל 30-35%, יוצרת מבני תחמוצת עמידים יותר. רמות כרום בסביבות 20% מספקות הגנה נוספת. עבור חשיפה חמורה לכלוריד-אווירה ימית, שימוש רב במלח או עיבוד כימי-Incoloy הופך חיוני ולא רק עדיף.
סביבות חומציות דורשות שיקולים חומריים שונים. חומצה גופרתית, חומצה הידרוכלורית וחומצות אורגניות שונות תוקפות מתכות באמצעות מנגנונים שונים. חומצה גופרתית גורמת להתמוססות כללית ולהתפוררות מימן. חומצה הידרוכלורית חודרת לתחמוצות מגן בצורה אגרסיבית. הריכוז והטמפרטורה משפיעים באופן דרמטי על שיעורי הקורוזיה-חומצות מדוללות בטמפרטורת הסביבה עשויות להתברר כניתנות לניהול בעוד שחומצות מרוכזות או מחוממות דורשות סגסוגות אקזוטיות או ציפויים מגנים.
סביבות קאוסטיות, למרות שפחות נפוצות בייצור כללי, מופיעות בפעולות ניקוי ובתהליכים כימיים מסוימים. תמיסות נתרן הידרוקסיד ואשלגן הידרוקסיד תוקפות אלומיניום וכמה פלדות אל חלד באמצעות פיצוח קאוסטי. סגסוגות ניקל גבוהות מתנגדות להתקפה קאוסטית ביעילות, מה שהופך את Incoloy למתאים גם ליישומים אלה. עם זאת, הריכוז והטמפרטורה הקאוסטית הספציפיים דורשים אימות מול טבלאות קורוזיה, מכיוון ששיעורי התקיפה עולים בחדות מעל סף מסוימים.
קורוזיה אטמוספרית, לעתים קרובות לזלזל, משפילה בהדרגה את מעטפות החימום בסביבות תעשייתיות. דו תחמוצת הגופרית מתהליכי בעירה, אדי אמוניה מפעולות קירור או כימיות, ואדים אורגניים שונים יוצרים סרטים קורוזיביים על משטחי מתכת. קורוזיה של מעטפת חיצונית מפחיתה את עובי הדופן, ובסופו של דבר יוצרת נקודות חדירה המאפשרות חדירת נוזלים בתהליך או דליפת חשמל. בדיקה סדירה של משטחים חיצוניים תופסת את השפלה הזו לפני שמתרחש כשל קטסטרופלי.
קורוזיה פנימית, אם כי פחות גלויה, מוכיחה שהיא הרסנית באותה מידה. נוזלי תהליך הנכנסים דרך אטמי קצה או פריצות נדן יוצרים קשר עם אלמנט ההתנגדות ובידוד תחמוצת מגנזיום. יישומי חימום רבים כוללים מים, תמיסות מימיות או אדים הניתנים לעיבוי שהופכים למאכל בעת חימום. תחמוצת המגנזיום, למרות שהיא מצוינת כמוליך תרמי ומבודד חשמלי כשהיא יבשה, הופכת מוליך כאשר היא מזוהמת בתמיסות יוניות. תקלות קרקע, קריאות התנגדות לא סדירות וכשל פתאומי נובעים מזיהום פנימי זה.
הגנת מסוף מרחיבה את בחירת החומר מעבר לנדן עצמו. אטמי אפוקסי, מוביל טפלון ומגפי גומי סיליקון מגנים על אזורי החיבור שבהם מסתיימת הגנת הנדן. רכיבים אלו חייבים לעמוד בפני הסביבה הכימית הספציפית תוך שמירה על גמישות ובידוד חשמלי. באטמוספרות כימיות אגרסיביות, הקצה המסוף נכשל לעתים קרובות לפני הקטע המחומם, מה שהופך את האיטום הנכון לחשוב כמו בחירת סגסוגת הנדן.
ציפויים מגנים מציעים חלופות כאשר סגסוגות סטנדרטיות מתגלות כבלתי מספקות או בלתי אטרקטיביות מבחינה כלכלית. ציפויים שונים של קרמיקה, פולימר ומתכת מספקים הגנה מפני כימיקלים ספציפיים. עם זאת, ציפויים מציגים אתגרים משלהם-חוסר התאמה של התפשטות תרמית, פגמים בחריר ונזקים במהלך ההתקנה. תנורי חימום מצופים דורשים טיפול זהיר ועשויים להזדקק להליכי החלפה מיוחדים. ההחלטה לציין תנורי חימום מצופים לעומת חומרי בסיס משודרגים תלויה בפרטי היישום וביכולות התחזוקה.
בדיקת תאימות כימית, למרות שהיא לכאורה ברורה, מדלגת לעתים קרובות עקב לחץ זמן או הנחות לגבי חומרים "סטנדרטיים". בדיקת טבילה של חומרים מועמדים בנוזלי תהליך בפועל, בטמפרטורות הפעלה ועם מחזוריות תרמית, חושפת בעיות שנתוני מעבדה עלולים להחמיץ. נוזלי תהליך מכילים לעתים קרובות עקבות מזהמים, מוצרי חמצון בלתי צפויים, או הרכבים משתנים שמשנים התנהגות קורוזיבית. בדיקות בעולם האמיתי-, אפילו גרסאות פשוטות, מונעות הפתעות יקרות בציוד הייצור.
ההשפעה המצטברת של קורוזיה על עלות הבעלות הכוללת מניעה את כלכלת בחירת החומר. תנור חימום שעולה פי שניים אבל מחזיק מעמד פי חמישה יותר מספק כמובן תמורה מעולה. עם זאת, חישוב זה חייב לכלול עבודה בהתקנה, עלויות זמן השבתה, אובדן מוצר אפשרי והשלכות בטיחותיות של כשלים בלתי צפויים. רכש מתוחכם לוקח בחשבון את עלויות מחזור החיים ולא את מחיר הרכישה בלבד.
תקנות איכות הסביבה מגבילות יותר ויותר גם את בחירת החומרים. יישומים מסוימים, במיוחד במגע עם מזון ומכשור רפואי, מגבילים סגסוגות וגימורים מקובלים על פני השטח. תאימות RoHS והנחיות דומות משפיעות על רכיבי קצה וחומרים פנימיים. אילוצים רגולטוריים אלה מוסיפים מורכבות לבחירת החומר אך גם מספקים הדרכה ברורה לאפשרויות מקובלות.
